低通透波結構、天線罩及天線系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及透波結構技術領域，具體而言，涉及一種低通透波結構、天線罩及天線系統。
【背景技術】
[0002]—般情況下，天線系統都會設置有天線罩。天線罩的目的是保護天線系統免受風雨、冰雪、沙塵和太陽輻射等的影響，使天線系統工作性能比較穩定、可靠。同時減輕天線系統的磨損、腐蝕和老化，延長使用壽命。但是天線罩是天線前面的障礙物，對天線輻射波會產生吸收和反射，改變天線的自由空間能量分布，并在一定程度上影響天線的電氣性能。
[0003]使用純材料天線罩在一定的范圍內會影響天線的性能。其中，用于制作天線罩的純材料為普通的物理材料，在制作純材料天線罩時，利用半波長或四分之一波長理論，并根據不同的天線頻率，改變純材料的厚度，用以減小對電磁波的透波響應。在設計制作純材料天線罩的時候，當天線的輻射波波長過長時，利用半波長或四分之一波長理論，純材料天線罩會顯得比較厚，進而使得整個天線罩的重量過大。另一方面，純材料的透波性能比較均一，工作頻段內透波，其相鄰頻段透波效果亦優，工作頻段外的透波容易干擾天線的正常工作。
[0004]針對現有技術中對天線工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的主要目的在于提供一種低通透波結構、天線罩及天線系統，以解決現有技術中的對天線工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問題。
[0006]為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種低通透波結構，包括:多層功能層，各功能層包括介質層和設置在介質層上的導電幾何結構，多層功能層中一層功能層的導電幾何結構包括多個相互不相連的方環組，每個方環組包括多個相連的方環。
[0007]進一步地，多層功能層中另一層功能層的導電幾何結構包括多個相互不連接的十字型結構。
[0008]進一步地，多個相連的方環包括:中心方環和連接在中心方環的四個角處的四個外部方環。
[0009]進一步地，外部方環內設置有至少一個第一導電條。
[0010]進一步地，第一導電條為一字型導電條或者十字型導電條或者網格狀導電條。
[0011]進一步地，中心方環的中心對應于相鄰的四個十字型結構的中心處。
[0012]進一步地，各十字型結構的四個端部設置有一字型結構，一字型結構的中部連接在十字型結構的端部上。
[0013]進一步地，各十字型結構的四個端部設置有四邊形結構，四邊形結構連接在十字型結構的端部上。
[0014]進一步地，四邊形結構內設置有至少一個第二導電條。
[0015]進一步地，第二導電條為一字型導電條或者十字型導電條。
[0016]進一步地，介質層具有相對的兩個表面，兩個表面中的至少一個表面上設置有導電幾何結構。
[0017]進一步地，相鄰的兩層功能層之間設有夾層。
[0018]進一步地，多層功能層的相鄰兩層之間相對設置、間隔設置或者錯開設置。
[0019]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線罩，包括低通透波結構，低通透波結構為上述的低通透波結構。
[0020]根據本實用新型的另一方面，提供了一種天線系統，包括:天線和罩設在天線上的天線罩，天線罩為上述的天線罩。
[0021]應用本實用新型的技術方案，多層功能層中一層功能層的導電幾何結構包括多個相互不相連的方環組，每個方環組包括多個相連的方環，多層功能層中另一層功能層的導電幾何結構包括多個相互不連接的十字型結構。上述結構能夠調節介電常數和磁導率，可以使得電磁波通過本實用新型的低通透波結構時，工作頻段的電磁波能高效率穿透，能夠有效地截止高于工作頻段的電磁波，從而解決了天線罩對工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問題，進而達到了增強對工作頻段外的電磁波的抑制的效果。
【附圖說明】
[0022]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1示出了根據本實用新型的低通透波結構的實施例一的立體結構示意圖；
[0024]圖2示出了圖1的低通透波結構的方環組的結構示意圖；
[0025]圖3示出了圖1的低通透波結構的十字型結構的結構示意圖；
[0026]圖4示出了圖1的低通透波結構的介質層的結構示意圖；
[0027]圖5示出了圖1的低通透波結構的主視示意圖；
[0028]圖6示出了圖5的低通透波結構優選實施例在電磁波入射角為0°時的TM模的Sll和S21參數仿真曲線示意圖；
[0029]圖7示出了根據本實用新型的低通透波結構的實施例二的結構示意圖；
[0030]圖8示出了圖7的低通透波結構的方環組的結構示意圖；
[0031]圖9示出了圖8的方環組的尺寸示意圖；
[0032]圖10示出了圖7的低通透波結構的十字型結構的結構示意圖；以及
[0033]圖11示出了圖7的低通透波結構的優選實施例在電磁波入射角為0°時的TM模的Sll和S21參數仿真曲線示意圖。
[0034]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0035]10、介質層；11、方環組；111、中心方環；112、外部方環；113、第一導電條；12、十字型結構；121、四邊形結構；122、第二導電條；13、一字型結構。
【具體實施方式】
[0036]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0037]如圖1至圖4所示，實施例一低通透波結構包括:多層功能層，各功能層包括介質層10和設置在介質層上的導電幾何結構，多層功能層中一層功能層的導電幾何結構包括多個相互不相連的方環組11，每個方環組11包括多個相連的方環。在本實施例中，多層功能層中另一層功能層的導電幾何結構包括多個相互不連接的十字型結構12。
[0038]應用實施例一的技術方案能夠調節低通透波超材料的介電常數和磁導率，可以使得電磁波通過本實施例的低通透波結構時，工作頻段的電磁波能高效率穿透，能夠有效地截止高于工作頻段的電磁波，從而解決了天線罩對工作頻段外的電磁波抑制效果不好的問題，進而達到了增強對工作頻段外的電磁波的抑制的效果。實施例一的技術方案能夠實現L波段可透波而且低損耗，8GHz至30GHz會被抑制。
[0039]如圖4所示，介質層10具有相對的兩個表面，兩個表面上均設置有導電幾何結構。進一步地，相鄰的兩層功能層之間還可以設置有夾層。根據低損耗波段和抑制波段的范圍不同，多層功能層的相鄰兩層之間相對設置、間隔設置或者上下錯開設置。介質層10優選為FR4基板，夾層優選為泡沫。
[0040]優選地，介質層為復合材料或陶瓷材料。優選地，復合材料為熱固性材料或者熱塑性材料。優選地，復合材料為包含纖維、泡沫和/或蜂窩的一層結構材料或者多層結構材料。優選地，該復合材料含有增強材料，該增強材料為纖維、織物、粒子中的至少一種。
[0041]導電幾何結構可以使用任意導電材料，可以是金屬材料，例如金、銀或銅或幾種金屬的混合物，優選采用銅，所使用的金屬材料的原始形態可以是固體、液體、流狀體或粉狀物；也可以是非金屬材料，如導電油墨。
[0042]當然，在其他圖中未示出的實施方式中，多個相互不連接的十字型結構12所在的功能層也可以為其他結構。
[0043]如圖1和圖2所示，多個相連的方環包括:中心方環111和連接在中心方環111的四個角處的四個外部方環112。進一步地，中心方環111和外部方環112的尺寸可以相同也可以不同，優選中心方環111和外部方環112的尺寸相同。
[0044]如圖2所不，夕卜部方環112內設置有至少一個第一導電條113。第一導電條113為一字型導電條或者十字型導電條或者網格狀導電條。第一導電條113數量及設置位置會直接影響低通濾波結構的低損耗波段和抑制波段的范圍。在本實施例中，第一導電條113為十字型導電條，將外部方環112分為四個大小相同的方孔。
[0045]如圖1所示，位于其中一層功能層的中心方環111的中心對應于位于另一層功能層的相鄰的四個十字型結構12的中心處。也就是說，位于其中一層功能層的方環組11與位于另一層功能層的十字型結構12錯位設置。
[0046]如圖3所示，各十字型結構12的四個端部設置有一字型結構13，一字型結構13的中部連接在十字型結構12的端部上。
[0047]在實施例一中，如圖5所示，位于同一層功能層的一個十字型結構12和四個外部方環112形成一個導電幾何結構，各導電幾何結構的結構參數如下:
[0048]每個導電幾何結構的面積在4.0mm*4.0mm至6.0mm*6.0mm之間。導電幾何結構的厚度在0.0l至0.02mm之間，最外圍兩層FR4基板厚度在0.08mm至0.12mm之間，中間一層FR4基板的厚度在1.6mm至2.0mm之間。FR4基板的相對介電常數ε在2.7至3.1之間，損耗正切值loss在0.006至0.01之間。十字形結構寬度在0.25mm至0.35mm之間，十字型結構的一字型結構的長度為3.0mm至4.0之間。
[0049]具體地，在本實施例中，每個導電幾何結構的面積為5.0mm*5.0mm。導電幾何結構的厚度為0.016mm,最外圍兩層FR4基板厚度為0.1mm,中間一層FR4基板的厚度為1.8mm。FR4基板的相對介電常數ε = 2.9，損耗正切值loss = 0.008，十字形結構寬度為0.3mm，十字型結構的一字型結構的長度為3.4mm。
[0050]圖6中